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Submarino nuclear

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Un submarino nuclear es un submarino propulsado por un reactor nuclear , pero no necesariamente armado con armas nucleares .

Los submarinos nucleares tienen considerables ventajas de rendimiento sobre los submarinos "convencionales" (típicamente diésel-eléctricos ). La propulsión nuclear , al ser completamente independiente del aire, libera al submarino de la necesidad de emerger con frecuencia, como es necesario para los submarinos convencionales. La gran cantidad de energía generada por un reactor nuclear permite a los submarinos nucleares operar a alta velocidad durante largos períodos, y el largo intervalo entre reabastecimientos de combustible les otorga un alcance prácticamente ilimitado, haciendo que los únicos límites en los tiempos de viaje sean factores como la necesidad de reabastecer alimentos u otros consumibles. [ 2 ] De esta manera, la propulsión nuclear resuelve el problema de la duración limitada de la misión que enfrentan todos los submarinos eléctricos ( alimentados por baterías o pilas de combustible ). Además, los submarinos nucleares pueden regenerar consumibles hasta cierto punto, produciendo oxígeno y agua dulce a partir de agua de mar mediante electrólisis y desalinización . [ 3 ] [ 4 ]

El elevado coste de la tecnología nuclear ha provocado que relativamente pocas potencias militares del mundo hayan desplegado submarinos nucleares. Se han producido incidentes de radiación en los submarinos soviéticos, incluidos graves accidentes nucleares y de radiación , pero los reactores navales estadounidenses, comenzando con el S1W y diseños posteriores, han operado sin incidentes desde el lanzamiento del USS Nautilus (SSN-571) en 1954. [ 5 ] [ 6 ]

Nomenclatura

En la clasificación estadounidense , los submarinos de propulsión nuclear se designan como SSxN, donde SS significa "submarino", x=G significa que el submarino está equipado con misiles guiados (generalmente misiles de crucero ), x=B significa que el submarino está equipado con misiles balísticos (generalmente intercontinentales ) y N significa que el submarino es de propulsión nuclear. SSN se refiere a los submarinos de ataque de propulsión nuclear , que no transportan misiles. [ 7 ]

Historia

El USS Nautilus  , el primer submarino de propulsión nuclear.
El submarino de propulsión nuclear más pequeño, el NR-1 de la Armada de los Estados Unidos .

La idea de un submarino de propulsión nuclear fue propuesta por primera vez en la Armada de los Estados Unidos por el físico del Laboratorio de Investigación Naval Ross Gunn en 1939. [ 8 ] La Marina Real comenzó a investigar diseños para plantas de propulsión nuclear en 1946. [ 9 ]

La construcción del primer submarino de propulsión nuclear del mundo fue posible gracias al exitoso desarrollo de una planta de propulsión nuclear por parte de un grupo de científicos e ingenieros en los Estados Unidos, en la División de Reactores Navales de la Oficina de Buques y la Comisión de Energía Atómica . En julio de 1951, el Congreso de los Estados Unidos autorizó la construcción del primer submarino de propulsión nuclear, el Nautilus , bajo el liderazgo del Capitán Hyman G. Rickover , USN (que comparte nombre con el submarino ficticio del Capitán Nemo , el Nautilus, en la novela de Julio Verne de 1870 , Veinte mil leguas de viaje submarino , el primer submarino Nautilus demostrablemente práctico , y otro USS Nautilus (SS-168)   que sirvió con distinción en la Segunda Guerra Mundial ).

La Corporación Westinghouse fue designada para construir su reactor. Después de que el submarino fue completado en la Electric Boat Company , la Primera Dama Mamie Eisenhower rompió la tradicional botella de champán en la proa del Nautilus , y el submarino fue comisionado como USS Nautilus (SSN-571) el 30 de septiembre de 1954. [ 10 ] El 17 de enero de 1955, partió de Groton, Connecticut , para comenzar las pruebas de mar . El submarino tenía 320 pies (98 m) de largo y costó alrededor de 55 millones de dólares. Reconociendo la utilidad de tales embarcaciones, el Almirantazgo británico elaboró ​​planes para construir submarinos de propulsión nuclear. [ 11 ]   

La Unión Soviética pronto siguió los pasos de Estados Unidos en el desarrollo de submarinos de propulsión nuclear en la década de 1950. Estimulados por el desarrollo estadounidense del Nautilus , los soviéticos comenzaron a trabajar en reactores de propulsión nuclear a principios de la década de 1950 en el Instituto de Física e Ingeniería Energética de Obninsk , bajo la dirección de Anatoliy P. Alexandrov , quien más tarde se convertiría en director del Instituto Kurchatov . En 1956, el primer reactor de propulsión soviético diseñado por su equipo comenzó las pruebas operativas. Mientras tanto, un equipo de diseño dirigido por Vladimir N. Peregudov trabajaba en el buque que albergaría el reactor. Tras superar numerosos obstáculos, incluidos problemas de generación de vapor , fugas de radiación y otras dificultades, el primer submarino nuclear basado en estos esfuerzos conjuntos, el K-3 Leninskiy Komsomol de la clase Kit del Proyecto 627 , denominado submarino de la clase November por la OTAN , entró en servicio en la Armada Soviética en 1958. [ 12 ]

El primer submarino de propulsión nuclear del Reino Unido , el HMS Dreadnought,  estaba equipado con un reactor estadounidense S5W , proporcionado a Gran Bretaña en virtud del Acuerdo de Defensa Mutua entre EE. UU. y el Reino Unido de 1958. El casco y los sistemas de combate del Dreadnought eran de diseño y construcción británicos, aunque la forma del casco y las prácticas de construcción estuvieron influenciadas por el acceso a diseños estadounidenses. [ 9 ] Durante la construcción del Dreadnought , Rolls-Royce , en colaboración con la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido en la Estación de Investigación del Almirantazgo, HMS Vulcan , en Dounreay , desarrolló un sistema de propulsión nuclear británico completamente nuevo. En 1960, el segundo submarino de propulsión nuclear del Reino Unido fue encargado a Vickers Armstrong y, equipado con la planta nuclear PWR1 de Rolls-Royce , el HMS Valiant fue el primer submarino nuclear totalmente británico. [ 13 ] Otras transferencias de tecnología de Estados Unidos hicieron que Rolls-Royce fuera completamente autosuficiente en el diseño de reactores a cambio de una "cantidad considerable" de información sobre el diseño de submarinos y técnicas de reducción de ruido transferida del Reino Unido a Estados Unidos. [ 14 ] [ 15 ] El sistema de balsas para la clase Valiant proporcionó a la Royal Navy una ventaja en la reducción de ruido de los submarinos que la Armada de Estados Unidos no introdujo hasta mucho más tarde. [ 16 ] 

La energía nuclear demostró ser ideal para la propulsión de submarinos estratégicos de misiles balísticos (SSB), mejorando enormemente su capacidad para permanecer sumergidos y sin ser detectados. El primer submarino de misiles balísticos de propulsión nuclear (SSBN) operativo del mundo fue el USS George Washington,  con 16 misiles Polaris A-1 , que realizó la primera patrulla disuasoria de SSBN entre noviembre de 1960 y enero de 1961. Los soviéticos ya contaban con varios SSB del Proyecto 629 (clase Golf) y solo estaban un año por detrás de Estados Unidos con su primer SSBN, el malogrado K-19 del Proyecto 658 (clase Hotel), comisionado en noviembre de 1960. Sin embargo, esta clase portaba el mismo armamento de tres misiles que los Golf. El primer SSBN soviético con 16 misiles fue el Proyecto 667A (clase Yankee) , el primero de los cuales entró en servicio en 1967, momento en el que Estados Unidos había comisionado 41 SSBN, apodados los " 41 para la Libertad ". [ 17 ] [ 18 ]

Los submarinos de propulsión nuclear de la clase Typhoon de la VMF fueron los submarinos de mayor desplazamiento del mundo. [ 19 ]

En el apogeo de la Guerra Fría , aproximadamente entre cinco y diez submarinos nucleares se ponían en servicio anualmente en los cuatro astilleros soviéticos ( Sevmash en Severodvinsk , Admiralteyskiye Verfi en San Petersburgo, Krasnoye Sormovo en Nizhny Novgorod y Amurskiy Zavod en Komsomolsk del Amur ). Desde finales de la década de 1950 hasta finales de 1997, la Unión Soviética, y posteriormente Rusia, construyó un total de 245 submarinos nucleares, más que todas las demás naciones juntas. [ 20 ]

En el Reino Unido, todos los submarinos nucleares, tanto antiguos como actuales, de la Marina Real Británica (con la excepción de tres: el HMS Conqueror  , el HMS Renown  y el HMS Revenge  ) se construyeron en Barrow-in-Furness (en BAE Systems Submarine Solutions o su predecesora VSEL ), donde continúa la construcción de submarinos nucleares. El Conqueror fue el primer submarino de propulsión nuclear en atacar a un buque enemigo con torpedos, hundiendo el crucero ARA General Belgrano  con dos torpedos Mark 8 durante la Guerra de las Malvinas de 1982 .

A partir de 2026Seis países despliegan algún tipo de submarino estratégico de propulsión nuclear: Estados Unidos, Rusia, Reino Unido, Francia, China e India. [ 21 ] Otros países, como Brasil, Australia [ 22 ] [ 23 ] y Corea del Norte, tienen proyectos en curso en diversas fases para construir submarinos de propulsión nuclear. [ 24 ] [ 25 ] Mientras tanto, Estados Unidos está desarrollando submarinos de la clase Columbia . Se espera que tenga 16 tubos lanzamisiles y que realice su primera misión de patrulla en 2031. Se prevé que se pongan en servicio doce submarinos de esta clase, con una vida útil de aproximadamente 42 años. [ 26 ]

Tecnología

La principal diferencia entre los submarinos convencionales y los submarinos nucleares radica en el sistema de generación de energía . Los submarinos nucleares emplean reactores nucleares para esta tarea. Estos generan electricidad que alimenta motores eléctricos conectados al eje de la hélice o bien aprovechan el calor del reactor para producir vapor que impulsa turbinas de vapor ( véase propulsión marina nuclear ). Los reactores utilizados en submarinos suelen emplear combustible altamente enriquecido para poder suministrar una gran cantidad de energía desde un reactor más pequeño y operar durante más tiempo entre recargas, las cuales son difíciles debido a la posición del reactor dentro del casco de presión del submarino. Además, prácticamente todos los reactores nucleares empleados en submarinos hasta la fecha han sido del tipo reactor de agua ligera presurizada (PWR). [ 27 ] Debido a la preocupación por la proliferación nuclear, algunos submarinos nucleares han sido alimentados con uranio de bajo enriquecimiento comparable al combustible utilizado en reactores civiles de agua ligera empleados para la producción de electricidad en tierra. [ 28 ] Por ejemplo, los submarinos franceses de la clase Rubis utilizan uranio de bajo enriquecimiento con un 7 % de 235 U en el combustible. [ 29 ] La desventaja de usar combustible menos enriquecido es que los ciclos de recarga son más cortos (los reactores de potencia terrestres suelen tener ciclos de recarga en el rango de 18-24 meses [ 30 ] ) lo que reduce la disponibilidad del submarino. Además, el 238 U contenido en el combustible absorberá neutrones y se transmutará en plutonio y actínidos menores lo que puede ser un problema en la eliminación del combustible usado. [ 31 ] [ 32 ] Se han desplegado reactores distintos de los PWR en los submarinos soviéticos de la clase Alfa, así como en el USS Seawolf (SSN-575) . Sin embargo, se consideraron callejones sin salida tecnológicos y no se continuó su desarrollo.

El reactor nuclear también suministra energía a otros subsistemas del submarino, como el mantenimiento de la calidad del aire, la producción de agua dulce mediante la destilación de agua de mar, la regulación de la temperatura, etc. Todos los reactores nucleares navales en uso actualmente funcionan con generadores diésel como sistema de energía de respaldo. Estos motores pueden proporcionar energía eléctrica de emergencia para la eliminación del calor residual del reactor , así como suficiente energía eléctrica para alimentar un mecanismo de propulsión de emergencia. Los submarinos pueden transportar combustible nuclear para hasta 30 años de operación. El único recurso que limita el tiempo bajo el agua es el suministro de alimentos para la tripulación y el mantenimiento del buque. En la práctica, también se aplican consideraciones psicológicas, ya que no es deseable que la tripulación pase demasiado tiempo en el espacio confinado de un submarino sumergido. [ 33 ]

La debilidad de la tecnología furtiva de los submarinos nucleares radica en la necesidad de enfriar el reactor incluso cuando el submarino no se mueve; aproximadamente el 70% del calor de salida del reactor se disipa en el agua de mar. Esto deja una "estela térmica", una columna de agua caliente de menor densidad que asciende a la superficie del mar y crea una "cicatriz térmica" que es observable mediante sistemas de imágenes térmicas , por ejemplo, FLIR . [ 34 ] Otro problema es que el reactor siempre está en funcionamiento, generando ruido de vapor, que puede ser escuchado por el sonar , y la bomba del reactor (utilizada para hacer circular el refrigerante del reactor) también genera ruido, a diferencia de un submarino convencional, que puede moverse con motores eléctricos casi silenciosos.

Novedades recientes

Se ha informado que en 2027 la Armada rusa planea introducir un vehículo submarino no tripulado de propulsión y armamento nuclear llamado Poseidón . [ 35 ] [ 36 ] Los datos limitados disponibles en la literatura abierta sugieren que utiliza un pequeño reactor (probablemente alimentado con uranio enriquecido ) y es capaz de viajar a una velocidad máxima de 130  km/h. Se espera que sea lanzado desde submarinos de la clase Belgorod especialmente diseñados y que ataque grandes ciudades costeras como arma de segundo ataque . (Aunque las pruebas iniciales del Poseidón se realizaron con un submarino diésel-eléctrico Sarov ). La principal ventaja de utilizar vehículos submarinos no tripulados en lugar de SSBN como arma de segundo ataque es evitar la pérdida de vidas de la tripulación del SSBN. Si los misiles nucleares de segundo ataque se lanzan directamente desde un SSBN, la ubicación del submarino se revela y puede ser destruido rápidamente en un tercer ataque por un misil de crucero o balístico , lanzado desde otro submarino, desde un buque de superficie o desde tierra. Cuando un UUV lanza una carga nuclear, la ubicación de la nave nodriza permanece desconocida y es probable que la nave sobreviva al tercer ataque. No se tiene conocimiento de que ningún otro país esté desarrollando armas similares en 2024. [ 27 ]

Desmantelamiento

La vida útil de un submarino nuclear se estima en aproximadamente 25 a 30 años, después de los cuales el submarino enfrentará fatiga y corrosión de componentes, obsolescencia y costos operativos crecientes. [ 37 ] [ 38 ] El desmantelamiento de estos submarinos es un proceso largo; algunos se mantienen en reserva o en reserva durante algún tiempo y finalmente se desguazan, otros se eliminan de inmediato. [ 39 ] [ 38 ] Los países que operan submarinos nucleares tienen diferentes estrategias en lo que respecta al desmantelamiento de submarinos nucleares. [ 40 ] No obstante, la eliminación efectiva de submarinos nucleares es costosa: en 2004 se estimó que costaría alrededor de 4 mil millones de dólares. [ 41 ] [ 42 ]

Métodos

Generalmente existen dos opciones para el desmantelamiento de submarinos nucleares. La primera consiste en vaciar el reactor nuclear y retirar el material y los componentes radiactivos. Posteriormente, la sección del casco que contiene el reactor se separa del submarino y se transporta a un vertedero de residuos radiactivos de baja actividad, donde se entierra de acuerdo con los procedimientos de gestión de residuos. [ 38 ] La segunda opción consiste en vaciar el reactor nuclear, desmontar la planta de propulsión del submarino, instalar respiraderos en los compartimentos que no contienen el reactor y rellenar el compartimento del reactor. [ 37 ] [ 38 ] Tras sellar el submarino, este puede ser remolcado a un vertedero de aguas profundas designado, inundado y depositado intacto en el fondo marino. [ 38 ] Esta última opción ha sido considerada por algunas armadas y países en el pasado. [ 43 ] Sin embargo, si bien el vertido en el mar es más económico que el vertido en tierra, la incertidumbre en cuanto a las regulaciones y el derecho internacional, como el Convenio de Londres sobre el Vertido de Residuos y el Convenio sobre el Derecho del Mar , ha impedido que se adopte esta opción. [ 43 ]

Linaje

Operacional

Porcelana

Un submarino tipo 094.

Francia

Un submarino clase Triomphant .

India

INS Arihant , un submarino nuclear de fabricación nacional de la armada india.

Rusia

Un submarino de la clase Akula .

Reino Unido

Un submarino de la clase Trafalgar .

Estados Unidos

Un submarino de la clase Virginia .

Fuente: [ 47 ]

Futuras clases de submarinos / operadores

Australia

Brasil

Porcelana

Francia

India

Corea del Norte

  • En marzo de 2025, Corea del Norte publicó fotos de un submarino de misiles balísticos de propulsión nuclear en construcción, con el casco prácticamente terminado. [ 24 ] [ 25 ]

Rusia

Corea del Sur

  • En octubre de 2025, el presidente Lee Jae Myung anunció planes para construir submarinos de ataque de propulsión nuclear y solicitó a Estados Unidos el suministro del combustible nuclear. [ 62 ] [ 63 ]

Fuerzas navales turcas

  • Planes para construir un submarino de ataque nuclear como parte del NUKDEN . [ 64 ]

Reino Unido

Estados Unidos

Desmantelado

Francia

India

Rusia / Unión Soviética

Reino Unido

Estados Unidos

accidentes

accidentes de reactores

Algunos de los accidentes nucleares y de radiación más graves del mundo en cuanto a número de víctimas mortales han involucrado percances con submarinos nucleares. Hasta la fecha, todos ellos pertenecían a unidades de la antigua Unión Soviética . [ 5 ] [ 6 ] [ 65 ] Los accidentes de reactor que provocaron daños en el núcleo y liberación de radiactividad de submarinos de propulsión nuclear incluyen: [ 5 ] [ 66 ]

  • K-8 , 1960: sufrió un accidente por pérdida de refrigerante ; se liberó una cantidad considerable de radiactividad. [ 67 ]
  • K-14 , 1961: el compartimento del reactor fue reemplazado debido a una "falla no especificada en los sistemas de protección del reactor".
  • K-19 , 1961: sufrió un accidente por pérdida de refrigerante que resultó en 8 muertes y más de 30 personas más expuestas a la radiación. [ 68 ] Los eventos a bordo del submarino son dramatizados en la película K-19: The Widowmaker .
  • K-11 , 1965: ambos reactores resultaron dañados durante la recarga de combustible al izar las cabezas de los recipientes del reactor; los compartimentos del reactor fueron hundidos frente a la costa este de Novaya Zemlya, en el mar de Kara, en 1966.
  • K-27 , 1968: sufrió daños en el núcleo de uno de sus reactores VT-1 refrigerados por metal líquido (plomo-bismuto) , lo que provocó 9 muertes y 83 heridos; fue hundido en el mar de Kara en 1982. [ 5 ]
  • K-140 , 1968: el reactor resultó dañado tras un aumento automático e incontrolado de la potencia durante los trabajos en el astillero. [ 69 ]
  • K-429 , 1970: un arranque incontrolado del reactor del barco provocó un incendio y la liberación de radiactividad [ 69 ].
  • K-116 , 1970: sufrió un accidente por pérdida de refrigerante en el reactor de babor; se liberó una cantidad considerable de radiactividad.
  • K-64 , 1972: el primer reactor de la clase Alfa refrigerado por metal líquido falló; el compartimento del reactor fue desmantelado.
  • K-222 , 1980: el submarino de la clase Papa sufrió un accidente en el reactor durante el mantenimiento en el astillero mientras la tripulación naval del buque se había ausentado para almorzar. [ 69 ]
  • K-123 , 1982: el núcleo del reactor del submarino de clase Alfa resultó dañado por una fuga de refrigerante de metal líquido; el submarino quedó fuera de servicio durante ocho años. [ 69 ] [ 70 ]
  • K-431 , 1985: un accidente en el reactor durante la recarga de combustible provocó 10 muertes y otras 49 personas sufrieron lesiones por radiación. [ 6 ]
  • El K-219 , en 1986, sufrió una explosión e incendio en un tubo de misiles, lo que finalmente provocó un accidente en el reactor. Un marinero de 20 años, Sergey Preminin , sacrificó su vida para asegurar uno de los reactores a bordo. El submarino se hundió tres días después.
  • K-192 , 1989 (reclasificado de K-131 ): sufrió un accidente por pérdida de refrigerante debido a una rotura en el circuito del reactor de estribor .

Otros accidentes y hundimientos importantes

  • El USS Thresher (SSN-593)   , en 1963, se hundió durante pruebas de inmersión profunda con 129 tripulantes y personal del astillero a bordo. Una investigación posterior concluyó que la falla de una junta de tubería soldada y la formación de hielo en las válvulas de purga de lastre impidieron su ascenso a la superficie. El accidente motivó una serie de cambios de seguridad en la flota estadounidense. El Thresher fue el primero de solo dos submarinos en superar las 100 muertes a bordo, al igual que el Kursk ruso, que registró 118 fallecimientos en el año 2000.
  • K-3 Leninsky Komsomol , 1967: el primer submarino nuclear soviético sufrió un incendio relacionado con el sistema hidráulico, en el que murieron 39 marineros.
  • El USS Scorpion (SSN-589)   , en 1968, se perdió en el mar, aparentemente debido a una implosión al hundirse. Se desconoce la causa por la que el Scorpion se hundió hasta su profundidad de colapso.
  • El USS Guitarro (SSN-665)   , 1969: se hundió mientras estaba atracado en el astillero debido a un lastrado inadecuado. El submarino finalmente fue completado y puesto en servicio.
  • K-8 , 1970: un incendio y un accidente durante el remolque provocaron el hundimiento del submarino y la pérdida de los 52 tripulantes que permanecían a bordo.
  • K-56 , 1973: una colisión con otro buque soviético provocó la inundación del pozo de baterías y la muerte de muchos tripulantes debido al gas cloro.
  • K-429 , 1983: el submarino se hundió en el fondo del océano debido a una inundación causada por un montaje inadecuado para la inmersión y errores del astillero, pero fue recuperado posteriormente; 16 tripulantes perdieron la vida.
  • K-278 Komsomolets , 1989: el submarino soviético se hundió en el mar de Barents debido a un incendio.
  • El USS Baton Rouge (SSN-689)   , en 1992, colisionó con un submarino ruso de la clase Sierra en la isla Kildin . Los graves daños provocaron su baja definitiva y su desmantelamiento.
  • K-141 Kursk , 2000: se perdió en el mar con sus 118 tripulantes a bordo; la teoría generalmente aceptada es que una fuga de peróxido de hidrógeno en la sala de torpedos de proa provocó la detonación de una ojiva de torpedo, lo que a su vez desencadenó la explosión de media docena de otras ojivas unos dos minutos después.
  • Ehime Maru y USS Greeneville , 2001: el submarino estadounidense emergió bajo el buque escuela japonés. Nueve tripulantes, estudiantes y profesores japoneses murieron cuando su barco se hundió como resultado de la colisión. [ 71 ]
  • K-159 , 2003: se hundió en el mar de Barents mientras era remolcado para ser desguazado, causando la muerte de nueve tripulantes.
  • El USS San Francisco (SSN-711)   , en 2005, colisionó con un monte submarino en el océano Pacífico. Un miembro de la tripulación falleció y otros 23 resultaron heridos.
  • USS Miami (SSN-755)   , 2012: el compartimento delantero del submarino fue destruido por un incendio provocado mientras se encontraba en el astillero, causando daños con un costo estimado de reparación de 700 millones de dólares. Si bien inicialmente se planificaron reparaciones, debido a recortes presupuestarios, el submarino fue posteriormente desguazado. [ 72 ]

Véase también

Notas

Citas

  1. ↑ Delgado (2011), pág. 200.
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Referencias

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Lecturas adicionales

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  • Propulsión nuclear – Federación de Científicos Americanos
  • 60 años de energía nuclear marina: 1955 - 2015 – en el sitio web de The Lyncean Group de San Diego
  • VM Bukhalov – Diseño de submarino de propulsión atómica. Archivado el 29 de septiembre de 2011 en Wayback Machine.
  • Ataques rápidos y submarinos de gran potencia: Los submarinos en la Guerra Fría. Una exposición en línea del Museo Nacional de Historia Americana, Institución Smithsoniana.
  • En Eternal Patrol, sitio web que enumera todos los submarinos y submarinistas estadounidenses fallecidos en acto de servicio.